01 Qu'est-ce qu'unjoint soudé
Un joint soudé désigne un assemblage où deux ou plusieurs pièces sont reliées par soudage. Le joint soudé par fusion est formé par chauffage local à l'aide d'une source de chaleur à haute température. Ce joint comprend une zone de fusion (zone de soudure), une ligne de fusion, une zone affectée thermiquement et une zone de métal de base, comme illustré sur la figure.
02 Qu'est-ce qu'un joint bout à bout ?
Une structure de soudage courante consiste en un assemblage où deux pièces interconnectées sont soudées dans le même plan ou à l'arc au niveau du plan médian de l'assemblage. Ce procédé se caractérise par un chauffage et une force uniformes, et permet de garantir facilement la qualité du soudage.
03 Qu'est-ce qu'unrainure de soudure
Afin de garantir la pénétration et la qualité des joints soudés, et de réduire les déformations, les joints des pièces à souder sont généralement préformés en différentes formes avant le soudage. Différentes rainures de soudage sont adaptées à différentes méthodes de soudage et épaisseurs de soudure. Les formes de rainures courantes comprennent : en I, en V, en U, en V unilatéral, etc., comme illustré sur la figure.
Formes courantes de rainures pour les joints bout à bout
04 L'influence de la forme de la rainure du joint bout à bout surSoudage composite à l'arc laser
À mesure que l'épaisseur de la pièce à souder augmente, le soudage simple face et le formage double face de tôles d'épaisseur moyenne à forte (puissance laser < 10 kW) deviennent souvent plus complexes. Généralement, différentes stratégies de soudage doivent être adoptées, telles que la conception de rainures appropriées ou la réservation de jeux d'assemblage, afin de souder ces tôles. Cependant, en production, la réservation de jeux d'assemblage complexifie la mise en place des dispositifs de soudage. Par conséquent, la conception de la rainure devient cruciale lors du processus de soudage. Une conception inadéquate de la rainure nuit à la stabilité et à l'efficacité du soudage, et augmente également le risque de défauts de soudure.
(1) La forme de la rainure influe directement sur la qualité du cordon de soudure. Une conception appropriée de la rainure permet de garantir que le fil d'apport pénètre entièrement dans le cordon de soudure, réduisant ainsi l'apparition de défauts de soudure.
(2) La forme géométrique de la rainure influence la manière dont la chaleur est transférée, ce qui permet de mieux guider la chaleur, d'obtenir un chauffage et un refroidissement plus uniformes et d'éviter les déformations thermiques et les contraintes résiduelles.
(3) La forme de la rainure affectera la morphologie de la section transversale du cordon de soudure et permettra à la morphologie de la section transversale du cordon de soudure d'être plus conforme aux exigences spécifiques, telles que la profondeur et la largeur de pénétration de la soudure.
(4) Une forme de rainure appropriée peut améliorer la stabilité du soudage et réduire les phénomènes instables pendant le processus de soudage, tels que les éclaboussures et les défauts de sous-coupe.
Comme le montre la figure 3, les chercheurs ont constaté que le soudage composite à l'arc laser (puissance laser de 4 kW) permet de remplir la rainure en deux couches et deux passes, améliorant ainsi l'efficacité du soudage. Une soudure sans défaut d'une pièce de MnDR de 20 mm d'épaisseur a été obtenue grâce à un soudage composite à l'arc laser en trois couches (puissance laser de 6 kW). Ce procédé a également permis de souder de l'acier à faible teneur en carbone de 30 mm d'épaisseur en plusieurs couches et passes, et la morphologie de la section transversale du joint soudé s'est avérée stable et de bonne qualité. Par ailleurs, les chercheurs ont constaté que la largeur des rainures rectangulaires et l'angle des rainures en Y ont un impact significatif sur l'effet de contrainte spatiale. Lorsque la largeur de la rainure rectangulaire est≤4 mm et l'angle de la rainure en forme de Y est de≤60 °, la morphologie en coupe transversale du cordon de soudure montre des fissures centrales et des entailles sur les parois latérales, comme le montre la figure.
L'influence de la forme de la rainure sur la morphologie de la section transversale des soudures
Influence de la largeur et de l'angle de la rainure sur la morphologie de la section transversale des soudures
05 Résumé
Le choix de la forme de la rainure doit prendre en compte les exigences de l'opération de soudage, les caractéristiques du matériau et celles du procédé de soudage composite laser-arc. Une conception appropriée de la rainure permet d'améliorer l'efficacité du soudage et de réduire les risques de défauts. Par conséquent, le choix et la conception de la forme de la rainure constituent un facteur clé avant le soudage composite laser-arc de tôles d'épaisseur moyenne à élevée.
Date de publication : 8 novembre 2023
